JP5243117B2 - Polymer actuator - Google Patents

Description

本発明は、電極間に電位差を与えると変形を生じるアクチュエータに係り、特に電界によるイオンの移動に伴い変形を生じる高分子アクチュエータに関する。   The present invention relates to an actuator that deforms when a potential difference is applied between electrodes, and more particularly to a polymer actuator that deforms due to movement of ions by an electric field.

従来、高分子アクチュエータの１つとして、イオン交換樹脂層と、このイオン交換樹脂層の表面に相互に絶縁状態で形成された金属電極層とを備えたイオン伝導アクチュエータが知られている（例えば、下記特許文献１）。この高分子アクチュエータは、金属電極層の間に電位差をかけて、イオン交換樹脂層に湾曲及び変形を生じさせることで、アクチュエータとして機能させるというものである。   Conventionally, as one of polymer actuators, an ion conduction actuator including an ion exchange resin layer and a metal electrode layer formed in an insulated state on the surface of the ion exchange resin layer is known (for example, Patent Document 1) below. This polymer actuator functions as an actuator by applying a potential difference between metal electrode layers to cause the ion exchange resin layer to bend and deform.

また、イオン液体とカーボンナノチューブで構成したゲルを電極層に用いるアクチュエータも知られている（例えば、下記特許文献２）。
特開平１１−２３５０６４号公報 特開２００５−１７６４２８号公報 In addition, an actuator using a gel composed of an ionic liquid and a carbon nanotube for an electrode layer is also known (for example, Patent Document 2 below).
Japanese Patent Laid-Open No. 11-233504 JP 2005-176428 A

しかし、高分子アクチュエータは、比較的柔らかく、脆い素材で形成されているため、高分子アクチュエータを積層体だけで駆動する場合すると、耐久性が低く動作寿命が短いという難点があった。   However, since the polymer actuator is made of a relatively soft and brittle material, when the polymer actuator is driven only by a laminate, there is a problem that durability is low and operation life is short.

また設計通りに高分子アクチュエータを変形させることが難しく、期待通りの駆動力および変形量を得にくいという問題がある。さらに、高分子アクチュエータでは配線構造が複雑化しやすいという問題もあった。   Further, it is difficult to deform the polymer actuator as designed, and there is a problem that it is difficult to obtain the driving force and deformation amount as expected. Furthermore, the polymer actuator has a problem that the wiring structure tends to be complicated.

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、優れた耐久性を有し且つ動作寿命の長い高分子アクチュエータを提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a polymer actuator having excellent durability and a long operation life.

また本発明は、配線構造が簡単で、且つ設計自由度が大きくなることで、期待通りの駆動力および変形量が得やすい高分子アクチュエータを提供することを目的としている。   Another object of the present invention is to provide a polymer actuator that has a simple wiring structure and has a high degree of design freedom, so that an expected driving force and amount of deformation can be easily obtained.

本発明は、与えられた電界に応じて内部のイオンが移動する電解質層と、前記電解質層の一方の面に設けられた第１の電極層と、他方の面に設けられた第２の電極層とが積層されたアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子が取り付けられるフレキシブルシートとを備えた高分子アクチュエータにおいて、
前記フレキシブルシートに、切欠孔と、前記切欠孔の一端から前記切欠孔内に突出する撓曲部とが形成されており、
前記湾曲部が突出する方向を縦方向としたときに、前記アクチュエータ素子の縦方向の寸法が前記湾曲部の縦方向の寸法よりも長く、前記アクチュエータ素子が前記撓曲部に重ねられて固定され、前記アクチュエータ素子の一部が前記湾曲部から突出して前記切欠孔に延び出ていることを特徴とするものである。 The present invention includes an electrolyte layer in which ions inside move according to an applied electric field, a first electrode layer provided on one surface of the electrolyte layer, and a second electrode provided on the other surface. In a polymer actuator comprising an actuator element in which layers are laminated, and a flexible sheet to which the actuator element is attached ,
The flexible sheet is formed with a notch hole and a bent portion protruding into the notch hole from one end of the notch hole,
When the direction in which the curved portion protrudes is defined as the vertical direction, the vertical dimension of the actuator element is longer than the vertical dimension of the curved portion, and the actuator element is overlapped and fixed on the bent portion. A part of the actuator element protrudes from the curved portion and extends into the cutout hole .

本発明では、フレキシブルシート上の切欠孔内に形成された撓曲部にアクチュエータ素子を接合するという簡単な構成であるため、低コストで安定的に動作する高分子アクチュエータとすることができる。さらには、従来に比較して、優れた耐久性を有し且つ動作寿命の長い高分子アクチュエータとすることができる。   In this invention, since it is the simple structure of joining an actuator element to the bending part formed in the notch hole on a flexible sheet | seat, it can be set as the polymer actuator which operate | moves stably at low cost. Furthermore, it is possible to provide a polymer actuator having excellent durability and a long operating life as compared with the conventional case.

上記において、前記フレキシブルシートには、前記第１の電極層および第２の電極層に接続される導体路が形成されているものが好ましい。   In the above, it is preferable that the flexible sheet has a conductor path connected to the first electrode layer and the second electrode layer.

上記手段では、フレキシブルシートに配線パターンとを一体化することにより、配線構造を簡単とすることができる。   In the above means, the wiring structure can be simplified by integrating the wiring pattern with the flexible sheet.

上記においては、前記アクチュエータ素子とフレキシブルシートとの間が弾性を有する接着剤を介して接合されているものが好ましい。   In the above, it is preferable that the actuator element and the flexible sheet are joined via an elastic adhesive.

上記手段では、変形する際にアクチュエータ素子と一体に固定されたフレキシブルシートとの間に弾性によるズレを生じさせることが可能となるため、変形時の動作をスムーズに行わせることができる。   In the above means, it is possible to cause a displacement due to elasticity between the flexible sheet fixed integrally with the actuator element when the actuator is deformed, so that the operation during the deformation can be performed smoothly.

この場合、前記接着剤が、ハイドロゲル又は導電シリコーンであるものが好ましい。
また前記撓曲部に補強部材が設けられるものとすることができる。 In this case, the adhesive is preferably hydrogel or conductive silicone.
Further, a reinforcing member can be provided in the bent portion.

上記手段では、フレキシブルシートを薄型化しても撓曲部として必要な弾性や強度を調整することができる。   According to the above means, even if the flexible sheet is thinned, it is possible to adjust the elasticity and strength required as the bending portion.

また上記においては、前記フレキシブルシートが、ポリイミドフィルムまたはＰＥＴフィルムで形成されているものが好ましい。   In the above, the flexible sheet is preferably formed of a polyimide film or a PET film.

これらのフィルムシートは、撓曲部として必要な可撓性および絶縁性の機能を有するため、薄手のフィルムシートを使用することにより薄型の高分子アクチュエータを構成することが可能となる。   Since these film sheets have the functions of flexibility and insulation necessary as a bending portion, it is possible to form a thin polymer actuator by using a thin film sheet.

本発明の高分子アクチュエータでは、優れた耐久性を有し且つ動作寿命の長い高分子アクチュエータとすることができる。また配線構造が簡単で、且つ期待通りの駆動力および変形量を得ることが可能となる。   The polymer actuator of the present invention can be a polymer actuator having excellent durability and a long operating life. In addition, the wiring structure is simple, and the expected driving force and deformation amount can be obtained.

さらに、様々な特性を有するアクチュエータの調整または制御を低コストで行うことができる。   Furthermore, adjustment or control of actuators having various characteristics can be performed at low cost.

以下、本発明に係る高分子アクチュエータについて説明する。
図１は本発明の高分子アクチュエータの基本原理を説明するアクチュエータ素子の断面図であり、（Ａ）は非駆動状態、（Ｂ）は駆動状態を示している。 Hereinafter, the polymer actuator according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a cross-sectional view of an actuator element for explaining the basic principle of the polymer actuator of the present invention, wherein (A) shows a non-driven state and (B) shows a driven state.

以下に示すアクチュエータ素子１は、イオン交換樹脂を用いた高分子型である。図１（Ａ）に示すアクチュエータ素子１は、電解質層４と、この電解質層４の一方の面に設けられた第１の電極層２と、電解質層４の他方の面に設けられた第２の電極層３とが、重ねられて構成される。 The actuator element 1 shown below is a polymer type using an ion exchange resin. The actuator element 1 shown in FIG. 1A includes an electrolyte layer 4, a first electrode layer 2 provided on one surface of the electrolyte layer 4, and a second electrode provided on the other surface of the electrolyte layer 4. And the electrode layer 3 are configured to overlap each other.

電解質層４は、イオン交換が可能な電解質層であり、陽イオン交換樹脂に電解質である電解液が含浸されたものである。陽イオン交換樹脂は、ポリエチレン、ポリスチレン、フッ素樹脂などにスルホン酸基やカルボキシル基などの親水性官能基が導入されたものである。電解液は、塩を含有する分極性有機溶媒やイオン性液体などである。電解質層４内では、陰イオンが陽イオン交換樹脂内に結合し、陽イオンのみが自由に移動できる状態である。第１の電極層２および第２の電極層３は、前記陽イオン交換樹脂に電解液を含浸した電解質層４の表面（表層）に、金などの導電性材料をスパッタやメッキすることで形成されている。   The electrolyte layer 4 is an electrolyte layer capable of ion exchange, and is obtained by impregnating a cation exchange resin with an electrolytic solution as an electrolyte. The cation exchange resin is obtained by introducing a hydrophilic functional group such as a sulfonic acid group or a carboxyl group into polyethylene, polystyrene, fluororesin or the like. The electrolytic solution is a polarizable organic solvent or ionic liquid containing a salt. In the electrolyte layer 4, the anion is bound in the cation exchange resin, and only the cation can move freely. The first electrode layer 2 and the second electrode layer 3 are formed by sputtering or plating a conductive material such as gold on the surface (surface layer) of the electrolyte layer 4 in which the cation exchange resin is impregnated with an electrolytic solution. Has been.

図１（Ｂ）に示すように、第１の電極層２が陽極側になり第２の電極層３が陰極側となるように、電解質層４に電界が与えられると、電解質層４内の陽イオンおよび極性分子が陰極側である第２の電極層３へ移動する。その結果、第２の電極層３側において電解質層４の体積が膨張し、曲げ応力が発生して、アクチュエータ素子１に曲げが発生する。   As shown in FIG. 1B, when an electric field is applied to the electrolyte layer 4 so that the first electrode layer 2 is on the anode side and the second electrode layer 3 is on the cathode side, Cations and polar molecules move to the second electrode layer 3 on the cathode side. As a result, the volume of the electrolyte layer 4 expands on the second electrode layer 3 side, a bending stress is generated, and the actuator element 1 is bent.

次に、上記アクチュエータ素子１を用いたアクチュエータについて説明する。
図２は、アクチュエータの基本構成を示し、（Ａ）はアクチュエータの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線におけるアクチュエータの矢視断面図、図３はアクチュエータ素子とフレキシブルシートとの接合状態を示すアクチュエータの断面図であり、（Ａ）はアクチュエータ素子の全面が接合される場合、（Ｂ）は基端部のみが接合される場合、（Ｃ）は基端部と先端部とが接合される場合を示している。 Next, an actuator using the actuator element 1 will be described.
FIG. 2 shows a basic configuration of the actuator , (A) is a plan view of the actuator, (B) is a cross-sectional view of the actuator taken along line BB in (A), and FIG. 3 is a diagram of the actuator element and the flexible sheet. It is sectional drawing of the actuator which shows a joining state, (A) is when the whole surface of an actuator element is joined, (B) is when only a base end part is joined, (C) is a base end part and a tip part. Shows the case of joining.

図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、高分子アクチュエータ１０Ａは、上述のアクチュエータ素子１と、フレキシブルシート６と、フレキシブルシート６に形成された導電路８とを有して形成されている。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the polymer actuator 10 </ b> A is formed by including the actuator element 1, the flexible sheet 6, and the conductive path 8 formed in the flexible sheet 6. Yes.

フレキシブルシート６は、例えばポリイミド、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）など可撓性および絶縁性を有する薄手のフィルムシートで形成されている。フレキシブルシート６には略Ｕ字形状に切り欠かれて形成された切欠孔６Ａが設けられている。切欠孔６Ａには、一方の端部から他方の端部に向かって突出する舌状の撓曲部６Ｂが一体形成されている。そして、撓曲部６Ｂの根元部分には基端部６Ｂ１が設けられ、撓曲部６Ｂの先端部６Ｂ２は切欠孔６Ａの他方の端部に対向している。したがって、撓曲部６Ｂは、基端部６Ｂ１を支点として先端部６Ｂ２が板厚方向に撓み変形可能な状態で片持ち支持されている。なお、撓曲部６ＢのＹ方向およびＸ方向の縦寸法および横寸法は、それぞれアクチュエータ素子１の長手方向（Ｙ方向）の縦寸法およびこれと直交するＸ方向の横寸法とほぼ同じ寸法で形成されている。   The flexible sheet 6 is formed of a thin film sheet having flexibility and insulation, such as polyimide and PET (Polyethylene terephthalate). The flexible sheet 6 is provided with a notch hole 6A formed by being cut out in a substantially U shape. In the cutout hole 6A, a tongue-like bent portion 6B that protrudes from one end portion toward the other end portion is integrally formed. A base end portion 6B1 is provided at the base portion of the bending portion 6B, and a distal end portion 6B2 of the bending portion 6B is opposed to the other end portion of the cutout hole 6A. Therefore, the bending portion 6B is cantilevered in a state where the distal end portion 6B2 can be bent and deformed in the thickness direction with the base end portion 6B1 as a fulcrum. In addition, the vertical dimension and the horizontal dimension in the Y direction and the X direction of the bent portion 6B are formed to have substantially the same dimensions as the vertical dimension in the longitudinal direction (Y direction) of the actuator element 1 and the horizontal dimension in the X direction orthogonal thereto. Has been.

図３（Ａ）に示すように、アクチュエータ素子１はこの撓曲部６Ｂの上に固定されている。すなわち、アクチュエータ素子１の第２の電極層３の全面が、撓曲部６Ｂを形成するフレキシブルシート６の上面に接着剤１１を用いて固着されている。接着剤１１は、接着後に弾性を発揮するものが好ましく、例えばハイドロゲル、導電アクチュエータなどの導電ポリマーなどの使用が考えられる。アクチュエータ素子１が撓み変形するときには、平面方向に沿うズレがアクチュエータ素子１と撓曲部６Ｂとの間に生じるが、弾性を有する接着剤１１を用いて接合した場合には、接着後の動作においてもこのようなズレを許容することができる。このため、アクチュエータ素子１が変形しょうとする動作が、撓曲部６Ｂによって拘束することが少なくなるため、撓曲部６Ｂ上に固着されたアクチュエータ素子１が容易に変形することが可能となる。よって、図３（Ａ）に示す構成では、所望の変形量および駆動力を得ることが可能なアクチュエータとすることができる。   As shown in FIG. 3A, the actuator element 1 is fixed on the bent portion 6B. That is, the entire surface of the second electrode layer 3 of the actuator element 1 is fixed to the upper surface of the flexible sheet 6 forming the bending portion 6B using the adhesive 11. The adhesive 11 is preferably one that exhibits elasticity after bonding. For example, use of a conductive polymer such as a hydrogel or a conductive actuator can be considered. When the actuator element 1 is bent and deformed, a deviation along the plane direction is generated between the actuator element 1 and the bending portion 6B. However, when bonding is performed using the adhesive 11 having elasticity, in the operation after bonding, Can also tolerate such a deviation. For this reason, since the operation of the actuator element 1 trying to deform is less restricted by the bending portion 6B, the actuator element 1 fixed on the bending portion 6B can be easily deformed. Therefore, the structure shown in FIG. 3A can be an actuator that can obtain a desired deformation amount and driving force.

また図３（Ｂ）に示すように、アクチュエータ素子１が、撓曲部６Ｂの基端部６Ｂ１でのみフレキシブルシート６素子と直接接合され、先端部６Ｂ２はフレキシブルシート６素子に接合されないようにした構成であってもよい。図３（Ｂ）に示す構成では、先端部６Ｂ２において、アクチュエータ素子１が撓曲部６Ｂからの拘束力を受けないため、先端部６Ｂ２ほど曲がり易くすることが可能である。このため、図３（Ｂ）に示す構成でも所望の変形量および駆動力を得ることが可能なアクチュエータとすることができる。   Further, as shown in FIG. 3B, the actuator element 1 is directly joined to the flexible sheet 6 element only at the base end part 6B1 of the bending part 6B, and the distal end part 6B2 is not joined to the flexible sheet 6 element. It may be a configuration. In the configuration shown in FIG. 3B, since the actuator element 1 does not receive the restraining force from the bending portion 6B at the distal end portion 6B2, the distal end portion 6B2 can be bent more easily. For this reason, an actuator capable of obtaining a desired deformation amount and driving force can be obtained even in the configuration shown in FIG.

あるいは図３（Ｃ）に示すように、撓曲部６Ｂは基端部６Ｂ１と先端部６Ｂ２の両端においてのみフレキシブルシート６と接合され、撓曲部６Ｂの中間部分はフレキシブルシート６に接合されていない構成とすることもできる。   Alternatively, as shown in FIG. 3C, the bent portion 6B is joined to the flexible sheet 6 only at both ends of the base end portion 6B1 and the distal end portion 6B2, and the intermediate portion of the bent portion 6B is joined to the flexible sheet 6. It can also be set as the structure without.

図３（Ｃ）に示す構成では、アクチュエータ素子１は、基端部６Ｂ１と先端部６Ｂ２の両端においてのみ撓曲部６Ｂからの拘束力を受け、基端部６Ｂ１と先端部６Ｂ２との間の中央部は拘束されない構成である。このため、アクチュエータ素子１の変形動作が、撓曲部６Ｂ全体によって妨げられることなく、その一部によって部分的にのみ拘束されるため、図３（Ａ）に比較して変形させ易くすることができる。よって、この図３（Ｃ）に示す構成によっても、所望の変形量および駆動力を得ることが可能なアクチュエータとすることができる。   In the configuration shown in FIG. 3C, the actuator element 1 receives a restraining force from the bending portion 6B only at both ends of the proximal end portion 6B1 and the distal end portion 6B2, and between the proximal end portion 6B1 and the distal end portion 6B2. The central portion is not constrained. For this reason, since the deformation | transformation operation | movement of the actuator element 1 is not restrained by the whole bending part 6B, but is restrained only partially by the part, it can make it easy to deform | transform compared with FIG. 3 (A). it can. Therefore, even with the configuration shown in FIG. 3C, an actuator capable of obtaining a desired deformation amount and driving force can be obtained.

導電路８は、フレキシブルシート６の表面および裏面に、スクリーン印刷またはエッチングなどの手段を駆使することにより一体形成されている。これにより、配線構造を簡単にすることが可能とされている。導電路８はフレキシブルシート６の表面または裏面を通り、その先端は撓曲部６Ｂまで達している。フレキシブルシート６の表面に配線された導電路８Ａは、アクチュエータ素子１の上面に形成された第１の電極層２に導通接続される。またフレキシブルシート６の裏面に配線された導電路８Ｂは、撓曲部６Ｂに形成されたスルーホール６ａを介して表面に達し、アクチュエータ素子１の下面に形成された第２の電極層３に導通接続される。   The conductive path 8 is integrally formed on the front and back surfaces of the flexible sheet 6 by using means such as screen printing or etching. As a result, the wiring structure can be simplified. The conductive path 8 passes through the front surface or the back surface of the flexible sheet 6, and the tip of the conductive path 8 reaches the bent portion 6B. The conductive path 8 </ b> A wired on the surface of the flexible sheet 6 is conductively connected to the first electrode layer 2 formed on the upper surface of the actuator element 1. The conductive path 8B wired on the back surface of the flexible sheet 6 reaches the surface through the through hole 6a formed in the bent portion 6B, and is electrically connected to the second electrode layer 3 formed on the lower surface of the actuator element 1. Connected.

このため、導電路８Ａ，８Ｂ間に所定の電圧を印加して第１の電極層２と第２の電極層３との間に電界を与えると、図２（Ｂ）に点線で示すように、アクチュエータ素子１が基端部６Ｂ１側を支点として先端部６Ｂ２側が撓み変形し、変形させられる。このとき、フレキシブルシート６の一部で形成される撓曲部６Ｂも前記アクチュエータ素子１とともに一体的に変形する。   Therefore, when a predetermined voltage is applied between the conductive paths 8A and 8B and an electric field is applied between the first electrode layer 2 and the second electrode layer 3, as shown by a dotted line in FIG. The actuator element 1 is deformed by bending and deforming the distal end portion 6B2 with the base end portion 6B1 side as a fulcrum. At this time, the bending portion 6 </ b> B formed by a part of the flexible sheet 6 is also deformed integrally with the actuator element 1.

この形態では、フレキシブルシート６の撓曲部６Ｂにアクチュエータ素子１を変形可能な状態で固定し、且つアクチュエータ素子１の第１，第２の電極層２，３に接続するための導電路８Ａ，８Ｂをフレキシブルシート６に一体的に形成するようにしたため、小型で且つ薄型のアクチュエータとすることができ、さらには配線構造を簡素化することができる。 In this form, the conductive path 8A for fixing the actuator element 1 to the bending portion 6B of the flexible sheet 6 in a deformable state and connecting it to the first and second electrode layers 2 and 3 of the actuator element 1; Since 8B is formed integrally with the flexible sheet 6, a small and thin actuator can be obtained, and the wiring structure can be simplified.

次に、上記のような基本的構成を備えたアクチュエータの他の構造について説明する。 Next, another structure of the actuator having the basic configuration as described above will be described.

図４および図５は高分子アクチュエータの断面図を示し、図４はアクチュエータ素子よりも撓曲部の方が長い場合、図５はアクチュエータ素子よりも撓曲部の方が短い場合を示している。図５は本発明の第１の実施の形態である。 4 and 5 show cross-sectional views of the polymer actuator. FIG. 4 shows a case where the bent portion is longer than the actuator element, and FIG. 5 shows a case where the bent portion is shorter than the actuator element. . FIG. 5 shows a first embodiment of the present invention.

図４に示す高分子アクチュエータ１０Ｂでは、フレキシブルシート６側の撓曲部６Ｂの長手方向（Ｙ方向）の縦寸法Ｌ２が、アクチュエータ素子１の縦寸法Ｌ１よりも長く形成されている点で上記基本構成と相違する。   In the polymer actuator 10B shown in FIG. 4, the basic dimension is that the longitudinal dimension L2 in the longitudinal direction (Y direction) of the bending portion 6B on the flexible sheet 6 side is longer than the longitudinal dimension L1 of the actuator element 1. It differs from the configuration.

図４に示す高分子アクチュエータ１０Ｂでは、アクチュエータ素子１が変形するときには、第２の電極層３の外面に伸び又は縮みが発生するが、フレキシブルシート６の撓曲部６Ｂに対して第２の電極層３の全面が接合されているため、前記撓曲部６Ｂが第２の電極層３の変形動作を拘束する。このため、この高分子アクチュエータ１０Ｂでは、アクチュエータ全体の変形量および発生する駆動力を低く抑えることができる。   In the polymer actuator 10 </ b> B shown in FIG. 4, when the actuator element 1 is deformed, the outer surface of the second electrode layer 3 is stretched or contracted, but the second electrode with respect to the bending portion 6 </ b> B of the flexible sheet 6. Since the entire surface of the layer 3 is bonded, the bending portion 6B restrains the deformation operation of the second electrode layer 3. For this reason, in this polymer actuator 10B, the deformation amount of the entire actuator and the generated driving force can be kept low.

これとは逆に、図５に示す高分子アクチュエータ１０Ｃでは、アクチュエータ素子１の長手方向（Ｙ方向）の縦寸法Ｌ１が、フレキシブルシート６側の撓曲部６Ｂの縦寸法Ｌ２よりも長く形成されている点で上記基本構成と相違する。 On the contrary, in the polymer actuator 10C shown in FIG. 5 , the longitudinal dimension L1 in the longitudinal direction (Y direction) of the actuator element 1 is formed longer than the longitudinal dimension L2 of the bending portion 6B on the flexible sheet 6 side. This is different from the above basic configuration.

図５に示す高分子アクチュエータ１０Ｃでも、アクチュエータ素子１が変形するときに、一方の基端部６Ｂ１はアクチュエータ素子１の第２の電極層３が変形しようとする力を、これに接合されている撓曲部６Ｂの基端部が拘束するが、他方の先端部６Ｂ２は第２の電極層３は撓曲部６Ｂとが接合されていないため、アクチュエータ素子１は先端ほど自由に変形することが可能である。このため、この高分子アクチュエータ１０Ｃでは、先端部６Ｂ２を大きな変形量および駆動力で変形させることができる。   Also in the polymer actuator 10C shown in FIG. 5, when the actuator element 1 is deformed, one base end portion 6B1 is joined to the force to which the second electrode layer 3 of the actuator element 1 is to be deformed. Although the base end portion of the bending portion 6B is restrained, the other tip portion 6B2 is not joined to the bending portion 6B of the second electrode layer 3, so that the actuator element 1 can be freely deformed toward the tip. Is possible. For this reason, in this polymer actuator 10C, the tip portion 6B2 can be deformed with a large deformation amount and driving force.

このように、高分子アクチュエータでは、アクチュエータ素子１の縦寸法Ｌ１とフレキシブルシート６側の撓曲部６Ｂの縦寸法Ｌ２と調整することにより、変形量や発生する駆動力を制御することが可能となる。 Thus, in the polymer actuator, it is possible to control the amount of deformation and the driving force generated by adjusting the vertical dimension L1 of the actuator element 1 and the vertical dimension L2 of the bending portion 6B on the flexible sheet 6 side. Become.

図６（Ａ）ないし（Ｃ）は、アクチュエータの平面図であり、図６（Ｃ）は本発明の第２の実施の形態を示している。 6 (A) to 6 (C) are plan views of the actuator, and FIG. 6 (C) shows a second embodiment of the present invention.

図６（Ａ）ないし（Ｃ）に示す各高分子アクチュエータ１０Ｄでは、いずれも撓曲部６Ｂの基端部６Ｂ１側の長手方向（Ｙ方向）と直交するＸ方向の横寸法Ｗ２を、アクチュエータ素子１の横寸法Ｗ１よりも幅広く形成した点で上記基本構成と相違している。   In each polymer actuator 10D shown in FIGS. 6A to 6C, the lateral dimension W2 in the X direction orthogonal to the longitudinal direction (Y direction) on the base end portion 6B1 side of the bending portion 6B is expressed as an actuator element. 1 is different from the above basic configuration in that it is formed wider than the lateral dimension W1.

図６（Ａ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｄは、基端部６Ｂ１と先端部６Ｂ２の横寸法が共に同じ横寸法Ｗ２からなる撓曲部６Ｂであり、アクチュエータ素子１は撓曲部６Ｂと同じような形状であるが、それよりも小さな面積（略相似形）で形成されている。また図６（Ｂ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｅは、基端部６Ｂ１の横寸法が、先端部６Ｂ２の横寸法よりも幅広い略三角形状の撓曲部６Ｂとして形成されている。さらに図６（Ｃ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｆは、撓曲部６Ｂの縦寸法Ｌ２が、アクチュエータ素子１の縦寸法Ｌ１よりも短く形成されている。   A polymer actuator 10D shown in FIG. 6A is a bending portion 6B having a lateral dimension W2 in which the lateral dimension of both the base end part 6B1 and the distal end part 6B2 is the same, and the actuator element 1 is the same as the bending part 6B. However, it has a smaller area (substantially similar). In addition, the polymer actuator 10E shown in FIG. 6B is formed as a substantially triangular bent portion 6B in which the lateral dimension of the base end portion 6B1 is wider than the lateral dimension of the distal end portion 6B2. Furthermore, in the polymer actuator 10F shown in FIG. 6C, the vertical dimension L2 of the bent portion 6B is formed shorter than the vertical dimension L1 of the actuator element 1.

図６（Ａ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｄでは、アクチュエータ素子１の動作と共に変位するフレキシブルシート６の撓曲部６Ｂが、アクチュエータ素子１のＹ方向の全長より長いため、アクチュエータ素子１の板厚方向の動作長（変位量）が大きくなる。また、アクチュエータ素子１の面積が少なくて済むので低コスト化が図れる。さらにアクチュエータ素子１自体が駆動される対象（被動作物品）に直接触れない状態（先端部６Ｂ２のみが触れる状態）で駆動することができるため、耐久性が向上し、被動作物との接触部（先端部６Ｂ２）を小さく且つ薄くでき、さらには細かい変位動作が可能となる。   In the polymer actuator 10D shown in FIG. 6A, the bending portion 6B of the flexible sheet 6 that is displaced along with the operation of the actuator element 1 is longer than the total length of the actuator element 1 in the Y direction. The operation length (displacement amount) of the Further, since the area of the actuator element 1 can be reduced, the cost can be reduced. Furthermore, since the actuator element 1 itself can be driven in a state where it is not in direct contact with the object (operated article) to be driven (only the tip 6B2 is in contact), the durability is improved and the contact part with the operated object The (tip portion 6B2) can be made small and thin, and further, a fine displacement operation is possible.

一方、図６（Ｂ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｅは、特に基端部６Ｂ１側の横寸法Ｗ２が高分子アクチュエータ１０Ｄよりも広いため、基端部６Ｂ１側の剛性が高まり、いわゆる腰の強い高分子アクチュエータとすることができる。このため、図６（Ａ）の高分子アクチュエータ１０Ｄよりも大きな発生力を得たいときに有効な構造である。   On the other hand, in the polymer actuator 10E shown in FIG. 6B, since the lateral dimension W2 on the base end portion 6B1 side is particularly wider than that on the polymer actuator 10D, the rigidity on the base end portion 6B1 side is increased, so It can be a molecular actuator. For this reason, this structure is effective when it is desired to obtain a generated force larger than that of the polymer actuator 10D of FIG.

さらに図６（Ｃ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｆは、アクチュエータ素子１の途中までしかフレキシブルシート６の撓曲部６Ｂが接合されない構成である。このため、撓曲部６Ｂと接合される基端部６Ｂ１側で腰が強く、撓曲部６Ｂと接合されない先端部６Ｂ２側で板厚方向に大きな変位が得られる。高分子アクチュエータ１０Ｆでは、このような特性を利用することにより、変位・力・速度等の設計自由度を向上させることができる。また、高分子アクチュエータ１０Ｆでは、アクチュエータ素子１の先端部が被動作物に直接接触する構造となるが、アクチュエータ素子１の先端部は低弾性率を有する構造であるため、上記のような特性を有しつつ、被動作物に対するダメージ又はストレスを低減することができる。   Furthermore, the polymer actuator 10F shown in FIG. 6C has a configuration in which the bending portion 6B of the flexible sheet 6 is joined only to the middle of the actuator element 1. For this reason, the waist is strong on the base end portion 6B1 side joined to the bent portion 6B, and a large displacement is obtained in the thickness direction on the distal end portion 6B2 side not joined to the bent portion 6B. In the polymer actuator 10F, the degree of freedom in design such as displacement, force, and speed can be improved by utilizing such characteristics. The polymer actuator 10F has a structure in which the tip of the actuator element 1 is in direct contact with the object to be operated. However, since the tip of the actuator element 1 has a low elastic modulus, the above characteristics are obtained. It is possible to reduce damage or stress on the object to be operated.

図７Ａないし図７Ｅは、アクチュエータの裏面側を示す背面図である。図７Ａ〜図７Ｅに示す符号２０は,フレキシブルシート６の撓曲部６Ｂに形成した補強部材を示している。 7A to 7E are rear views showing the back side of the actuator. Reference numeral 20 shown in FIGS. 7A to 7E denotes a reinforcing member formed on the bent portion 6B of the flexible sheet 6. FIG.

図７Ａ〜図７Ｃおよび図７Ｅは、撓曲部６Ｂ上の仮想中心線Ｖに対し補強部材２０を左右対称に形成した例を示しており、図７Ｄは仮想中心線Ｖに対し左右非対称に形成した例を示している。   7A to 7C and 7E show an example in which the reinforcing member 20 is formed symmetrically with respect to the virtual center line V on the bent portion 6B, and FIG. An example is shown.

このような補強部材２０は、たとえば撓曲部６Ｂの裏面側（Ｚ２側の面）に対してメッキ処理、あるいはエッチング処理などを施すことによる銅泊パターンで形成することができる。フレキシブルシート６の撓曲部６Ｂの弾性（または剛性）は、補強部材２０の形状や面積などにより調整することが可能とされている。   Such a reinforcing member 20 can be formed, for example, with a copper retaining pattern obtained by performing a plating process or an etching process on the back surface side (the surface on the Z2 side) of the bent portion 6B. The elasticity (or rigidity) of the bending portion 6B of the flexible sheet 6 can be adjusted by the shape and area of the reinforcing member 20.

図７Ａのように、撓曲部６Ｂの裏面（Ｚ２側の面）側に補強部材２０を形成した高分子アクチュエータ１０Ｇにおいては、たとえば、撓曲部６Ｂの表側（Ｚ１側の面）に撓曲部６Ｂと同じ形状および面積からなるアクチュエータ素子１を有する構成とした場合であっても、上記図６（Ａ）の場合、すなわちアクチュエータ素子１の面積を撓曲部６Ｂより小さくし、且つ先端部６Ｂ２にアクチュエータ素子１を形成されない場合と同じような効果を得ることができる。   In the polymer actuator 10G in which the reinforcing member 20 is formed on the back surface (Z2 side surface) side of the bending portion 6B as shown in FIG. 7A, for example, bending is performed on the front side (Z1 side surface) of the bending portion 6B. Even in the case of the configuration having the actuator element 1 having the same shape and area as the part 6B, in the case of FIG. 6A, that is, the area of the actuator element 1 is made smaller than that of the bending part 6B, and the tip part. The same effect as when the actuator element 1 is not formed on 6B2 can be obtained.

また図７Ｂに示すように、先端部６Ｂ２にのみ補強部材２０を形成した高分子アクチュエータ１０Ｈの場合には、先端部６Ｂ２の剛性が高まるため、先端部６Ｂ２よりも中央付近、さらには基端部６Ｂ１がよく曲がるようになる。   Further, as shown in FIG. 7B, in the case of the polymer actuator 10H in which the reinforcing member 20 is formed only at the distal end portion 6B2, the rigidity of the distal end portion 6B2 is increased, so that the vicinity of the center than the distal end portion 6B2 and further the proximal end portion 6B1 comes to turn well.

さらに図７Ｃに示すように、ブーメラン形状からなる複数の補強部材２０を撓曲部６Ｂ上に長手方向に沿って並べた構成からなる高分子アクチュエータ１０Ｉでは、撓曲部６Ｂにアクチュエータ特性のアンバランス等で生じる変位のねじれを防止することができる。   Further, as shown in FIG. 7C, in the polymer actuator 10I having a configuration in which a plurality of reinforcing members 20 having a boomerang shape are arranged along the longitudinal direction on the bending portion 6B, the bending portion 6B has an unbalance of actuator characteristics. It is possible to prevent the torsion of displacement caused by the above.

これとは逆に、ねじれ変位を生じやすくするためには、補強部材２０を図７Ｄや図７Ｅのような高分子アクチュエータ１０Ｊ，１０Ｋとすることが好ましい。   On the contrary, in order to easily cause torsional displacement, it is preferable that the reinforcing member 20 is made of polymer actuators 10J and 10K as shown in FIGS. 7D and 7E.

図７Ｄに示す高分子アクチュエータ１０Ｊは、撓曲部６Ｂの横方向の一方（右（Ｘ２）側）にのみ長手方向に沿って並ぶ複数の線状の銅箔パターンによって補強部材２０が形成され、横方向の他方（左（Ｘ１）側）には補強部材２０を有しない左右非対称の構造である。   In the polymer actuator 10J shown in FIG. 7D, the reinforcing member 20 is formed by a plurality of linear copper foil patterns arranged along the longitudinal direction only on one side (right (X2) side) of the bending portion 6B. The other side in the horizontal direction (left (X1) side) has a left-right asymmetric structure without the reinforcing member 20.

図７Ｄに示す高分子アクチュエータ１０Ｊは、補強部材２０で補強されていない撓曲部６Ｂの左（Ｘ１）側が、補強されている右（Ｘ２）側より大きく変位する為、撓曲部６Ｂ全体が右（Ｘ２）側を基部として左側を右上方向又は右下方向側に傾くようなねじり変形を生じさせることができる。   In the polymer actuator 10J shown in FIG. 7D, the left (X1) side of the bent portion 6B that is not reinforced by the reinforcing member 20 is displaced more greatly than the right (X2) side that is reinforced. Torsional deformation can be generated such that the left (X2) side is the base and the left side is inclined to the upper right direction or the lower right direction side.

また図７Ｅに示す高分子アクチュエータ１０Ｋは、逆Ｔ字形状からなる補強部材２０の縦線２０ａを撓曲部６Ｂの中心に長手（Ｙ）方向に沿って、横線２０ｂを基端部６Ｂ１側の端部にＸ方向に沿ってそれぞれ形成した構成である。この高分子アクチュエータ１０Ｋでは、補強部材２０が撓曲部６Ｂの中心にのみ長手（Ｙ）方向に沿って形成されているため、撓曲部６Ｂの両側部分よりも中心側の剛性を高めることができる。このため、撓曲部６Ｂの先端部６Ｂ２が基端部６Ｂ１を支点として紙面と直交する板厚方向に変位すると、それと同時に撓曲部６Ｂの両側部分を、補強部材２０の縦線２０ａをＸ方向の両側から巻き込むように変位させることができる。   The polymer actuator 10K shown in FIG. 7E has a vertical line 20a of the reinforcing member 20 having an inverted T-shape along the longitudinal (Y) direction at the center of the bending part 6B, and a horizontal line 20b on the base end part 6B1 side. It is the structure which formed in the edge part along the X direction, respectively. In this polymer actuator 10K, since the reinforcing member 20 is formed only in the longitudinal (Y) direction at the center of the bent portion 6B, the rigidity on the center side can be increased more than the both side portions of the bent portion 6B. it can. For this reason, when the distal end portion 6B2 of the bending portion 6B is displaced in the plate thickness direction orthogonal to the paper surface with the base end portion 6B1 as a fulcrum, at the same time, the both side portions of the bending portion 6B are moved along the vertical line 20a of the reinforcing member 20 with X It can be displaced so as to be wound from both sides of the direction.

図７Ｄおよび図７Ｅに示すものでは、撓曲部６Ｂが変形するときに、撓曲部６Ｂに対して積極的なねじれを発生させることができる。   7D and 7E, when the bending part 6B deform | transforms, a positive twist can be generated with respect to the bending part 6B.

このように、補強部材２０の形状や形成位置を調整することにより、高分子アクチュエータ１０の変形後の形状を自在に制御することが可能となる。   In this way, by adjusting the shape and the formation position of the reinforcing member 20, it is possible to freely control the deformed shape of the polymer actuator 10.

図８（Ａ）ないし（Ｃ）はアクチュエータの側面図であり、（Ａ）は第１の例を示す側面図、（Ｂ）は第２の例を示す側面図、（Ｃ）は第３の例を示す側面図である。 It FIG 8 (A) without (C) is a side view of an actuator, (A) is a side view showing a first example, (B) is a side view showing a second example, (C) is the third It is a side view which shows an example .

図８（Ａ）ないし（Ｃ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｌ，１０Ｍ，１０Ｎでは、アクチュエータ素子１が、上下２枚のフレキシブルシート６，６によって挟まれた状態で固着されている点で上記基本構成と相違している。 In the polymer actuators 10L, 10M, and 10N shown in FIGS. 8A to 8C, the above basic configuration is that the actuator element 1 is fixed in a state of being sandwiched between two flexible sheets 6 and 6 on the upper and lower sides. Is different.

すなわち、フレキシブルシート６，６は、切欠孔６Ａとその内部に形成された撓曲部６Ｂとを有しており、アクチュエータ素子１の上面は一方のフレキシブルシート６に形成された撓曲部６Ｂに固着され、アクチュエータ素子１の下面は他方のフレキシブルシート６に形成された撓曲部６Ｂに固着されている。   That is, the flexible sheets 6 and 6 have a notch hole 6 </ b> A and a bent portion 6 </ b> B formed therein, and the upper surface of the actuator element 1 is connected to the bent portion 6 </ b> B formed in one flexible sheet 6. The lower surface of the actuator element 1 is fixed to a bending portion 6 </ b> B formed on the other flexible sheet 6.

図８（Ａ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｌは，上下のフレキシブルシート６，６に形成された撓曲部６Ｂ，６Ｂとアクチュエータ素子１を同じ形状で形成した場合を示し、図８（Ｂ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｍは，上下の撓曲部６Ｂ，６Ｂをアクチュエータ素子１よりも短くした場合を示している。また図８（Ｃ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｎは上下の撓曲部６Ｂ，６Ｂをアクチュエータ素子１よりも短くすると共に、上側の撓曲部６Ｂと下側の撓曲部６Ｂとの間に寸法差を設けた場合を示している。 Polymer actuator 10L shown in FIG. 8 (A), the upper and lower flexible sheet 6, 6 formed flexures 6B, it shows a case of forming a 6B and the actuator element 1 in the same shape, in FIG. 8 (B) The illustrated polymer actuator 10M shows a case where the upper and lower bent portions 6B, 6B are shorter than the actuator element 1. Further, the polymer actuator 10N shown in FIG. 8C has the upper and lower bent portions 6B and 6B shorter than the actuator element 1, and has a dimension between the upper bent portion 6B and the lower bent portion 6B. The case where a difference is provided is shown.

図８（Ａ）ないし（Ｃ）に示す高分子アクチュエータ１０Ｌ，１０Ｍ，１０Ｎでは、上下２枚のフレキシブルシート６，６上に導電路をそれぞれ形成することができるため、配線や配線接続の簡易化することが可能となる。またアクチュエータ素子１を上下両面から挟み込むことにより、アクチュエータ素子１の固定を安定化させることができる。   In the polymer actuators 10L, 10M, and 10N shown in FIGS. 8A to 8C, conductive paths can be formed on the upper and lower flexible sheets 6 and 6, respectively, so that wiring and wiring connection are simplified. It becomes possible to do. Further, the actuator element 1 can be fixed stably by sandwiching the actuator element 1 from above and below.

図９はアクチュエータの変形例を示す平面図である。
図９に示す高分子アクチュエータ１０Ｐは、Ｘ方向の横寸法を、基端部６Ｂ１側で狭く、先端部６Ｂ２側で広くした形状である。また長手（Ｙ）方向の寸法については、撓曲部６Ｂをアクチュエータ素子１よりも長くした形状である。 FIG. 9 is a plan view showing a modification of the actuator.
The polymer actuator 10P shown in FIG. 9 has a shape in which the lateral dimension in the X direction is narrower on the base end portion 6B1 side and wider on the distal end portion 6B2 side. The dimension in the longitudinal (Y) direction is a shape in which the bending portion 6B is longer than the actuator element 1.

図９では、高分子アクチュエータ１０Ｐ全体の変位量が、撓曲部６Ｂの中央よりも基端部６Ｂ１側をより大きくすることができる。しかも、被動作物に接触する基端部６Ｂ１の先端部を幅広くすることができる。このため、この高分子アクチュエータ１０Ｐにおいても、撓曲部６Ｂの形状を細かく調整することにより、様々な特性を発生させることができるようになり、設計自由度を高めることが可能となる。   In FIG. 9, the displacement amount of the entire polymer actuator 10P can be larger on the base end portion 6B1 side than the center of the bending portion 6B. In addition, the distal end portion of the base end portion 6B1 that contacts the workpiece can be widened. For this reason, also in this polymer actuator 10P, by finely adjusting the shape of the bending portion 6B, various characteristics can be generated, and the degree of freedom in design can be increased.

また、上記各実施の形態では、電解質膜４にイオン交換樹脂を用いたタイプの高分子アクチュエータを使用したが、電解質膜４をイオン液体とポリマーからなるゲルとし、第１、第２の電極膜２，３をイオン液体とポリマーと導電性フィラーからなるゲルとしたタイプの高分子アクチュエータでも同様に用いることができる。   In each of the above embodiments, a polymer actuator using an ion exchange resin is used for the electrolyte membrane 4. However, the electrolyte membrane 4 is a gel made of an ionic liquid and a polymer, and the first and second electrode membranes are used. A polymer actuator of the type in which 2 and 3 are gels composed of an ionic liquid, a polymer and a conductive filler can be used in the same manner.

本発明の高分子アクチュエータの基本原理を説明するアクチュエータ素子の断面図であり、（Ａ）は非駆動状態、（Ｂ）は駆動状態、It is sectional drawing of the actuator element explaining the basic principle of the polymer actuator of this invention, (A) is a non-driving state, (B) is a driving state, 本発明の高分子アクチュエータの基本構成を示し、（Ａ）は高分子アクチュエータの平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線における高分子アクチュエータの矢視断面図、The basic composition of the polymer actuator of the present invention is shown, (A) is a top view of a polymer actuator, (B) is an arrow sectional view of a polymer actuator in the BB line of (A), アクチュエータ素子とフレキシブルシートとの接合状態を示す高分子アクチュエータの断面図であり、（Ａ）はアクチュエータ素子の全面が接合される場合、（Ｂ）は基端部のみが接合される場合、（Ｃ）は基端部と先端部とが接合される場合、It is sectional drawing of the polymer actuator which shows the joining state of an actuator element and a flexible sheet, (A) is a case where the whole surface of an actuator element is joined, (B) is a case where only a base end part is joined, (C ) When the proximal and distal ends are joined, アクチュエータ素子よりも撓曲部の方が長い場合の高分子アクチュエータを示す断面図、Sectional view showing a polymer actuator of the case towards the flexures is longer than the actuator element, 本発明の第１の実施の形態を示すものであり、アクチュエータ素子よりも撓曲部の方が短い長い場合の高分子アクチュエータを示す断面図、Sectional drawing which shows the 1st Embodiment of this invention and shows the polymeric actuator in case the bending part is shorter than an actuator element, （Ａ）ないし（Ｃ）は、高分子アクチュエータの平面図であり、（Ｃ）は本発明の第２の実施の形態を示す。 (A) thru | or (C) is a top view of a polymer actuator , (C) shows the 2nd Embodiment of this invention. 他の形態を示す高分子アクチュエータの平面図、 The top view of the polymer actuator which shows other forms, 他の構成例を示す高分子アクチュエータの平面図、A plan view of a polymer actuator showing another configuration example, 他の構成例を示す高分子アクチュエータの平面図、A plan view of a polymer actuator showing another configuration example, 他の構成例を示す高分子アクチュエータの平面図、A plan view of a polymer actuator showing another configuration example, 他の構成例を示す高分子アクチュエータの平面図、A plan view of a polymer actuator showing another configuration example, 他の形態を示す高分子アクチュエータの平面図であり、（Ａ）は第１の例を示す側面図、（Ｂ）は第２の例を示す側面図、（Ｃ）は第３の例を示す側面図、It is a top view of the polymer actuator which shows another form, (A) is a side view which shows a 1st example , (B) is a side view which shows a 2nd example , (C) shows a 3rd example . Side view, アクチュエータの変形例を示す平面図、Plan view showing a modification of the actuator,

符号の説明Explanation of symbols

１ アクチュエータ素子
２ 第１の電極層
３ 第２の電極層
４ 電解質層
６ フレキシブシート
６Ａ 切欠孔
６Ｂ 撓曲部
６Ｂ１ 基端部
６Ｂ２ 先端部
８，８Ａ，８Ｂ 導電路
１０Ａ〜１０Ｐ 高分子アクチュエータ
１１ 接着剤
２０ 補強部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Actuator element 2 1st electrode layer 3 2nd electrode layer 4 Electrolyte layer 6 Flexible sheet 6A Notch hole 6B Bending part 6B1 Base end part 6B2 Tip part 8, 8A, 8B Conductive path 10A-10P Polymer actuator 11 Adhesion Agent 20 Reinforcing member

Claims (7)

与えられた電界に応じて内部のイオンが移動する電解質層と、前記電解質層の一方の面に設けられた第１の電極層と、他方の面に設けられた第２の電極層とが積層されたアクチュエータ素子と、前記アクチュエータ素子が取り付けられるフレキシブルシートとを備えた高分子アクチュエータにおいて、
前記フレキシブルシートに、切欠孔と、前記切欠孔の一端から前記切欠孔内に突出する撓曲部とが形成されており、
前記湾曲部が突出する方向を縦方向としたときに、前記アクチュエータ素子の縦方向の寸法が前記湾曲部の縦方向の寸法よりも長く、前記アクチュエータ素子が前記撓曲部に重ねられて固定され、前記アクチュエータ素子の一部が前記湾曲部から突出して前記切欠孔に延び出ていることを特徴とする高分子アクチュエータ。 An electrolyte layer in which internal ions move according to an applied electric field, a first electrode layer provided on one surface of the electrolyte layer, and a second electrode layer provided on the other surface are laminated. In the polymer actuator comprising the actuator element made and a flexible sheet to which the actuator element is attached ,
The flexible sheet is formed with a notch hole and a bent portion protruding into the notch hole from one end of the notch hole,
When the direction in which the curved portion protrudes is defined as the vertical direction, the vertical dimension of the actuator element is longer than the vertical dimension of the curved portion, and the actuator element is overlapped and fixed on the bent portion. A polymer actuator , wherein a part of the actuator element protrudes from the curved portion and extends into the cutout hole . 前記縦方向と直交する横方向の幅寸法は、前記湾曲部が前記アクチュエータ素子よりも大きい請求項１記載の高分子アクチュエータ。2. The polymer actuator according to claim 1, wherein a width dimension in a transverse direction orthogonal to the longitudinal direction is larger in the curved portion than the actuator element. 前記フレキシブルシートには、前記第１の電極層および第２の電極層に接続される導体路が形成されている請求項１または２記載の高分子アクチュエータ。 3. The polymer actuator according to claim 1, wherein a conductor path connected to the first electrode layer and the second electrode layer is formed on the flexible sheet. 前記撓曲部の前記縦方向と直交する横方向の中心を通って前記縦方向に延びる仮想線を中心線としたときに、前記アクチュエータ素子が前記中心線に対して左右対称となるように設けられている請求項１ないし３のいずれかに記載の高分子アクチュエータ。 The actuator element is provided so as to be bilaterally symmetric with respect to the center line when a virtual line extending in the vertical direction through the center in the horizontal direction perpendicular to the vertical direction of the bending portion is used as the center line. The polymer actuator according to any one of claims 1 to 3 . 前記アクチュエータ素子とフレキシブルシートとの間が、接着後に弾性を発揮する接着剤を介して接合されている請求項１ないし４のいずれかに記載の高分子アクチュエータ。 The polymer actuator according to any one of claims 1 to 4, wherein the actuator element and the flexible sheet are bonded via an adhesive that exhibits elasticity after bonding. 前記接着剤が、ハイドロゲル又は導電シリコーンである請求項５記載の高分子アクチュエータ。 The polymer actuator according to claim 5 , wherein the adhesive is hydrogel or conductive silicone. 前記フレキシブルシートが、ポリイミドフィルムまたはＰＥＴフィルムで形成されている請求項１ないし６のいずれかに記載の高分子アクチュエータ。 The polymer actuator according to claim 1, wherein the flexible sheet is formed of a polyimide film or a PET film.

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